Меню Рубрики

Установки для испытания жидких диэлектриков

Испытания диэлектрических материалов

Область применения

Рекомендации настоящей методики распространяются на проведение испытаний диэлек- трических материалов независимо от их назначения и состояния. Методика содержит общие рекомендации в области испытания диэлектриков и диэлектрических материалов.

Материалы, применяемые при изготовлении электротехнического оборудования, разделяют на ряд групп: проводниковые, изолирующие (диэлектрики), магнитные и полупроводниковые.

Характер работы изолирующих материалов в оборудовании в большей мере определяет надёжность электрических устройств.

Изоляция токоведущих частей может быть следующих видов: газовой, жидкой, твёрдой или комбинированной (смешанной) из отдельных перечисленных видов.

Теоретически идеальный диэлектрик можно рассматривать как нейтральный атом, который состоит из положительно заряженного ядра и электрически уравновешивающего его электронов. Если электрически нейтральный атом поместить в область, в которой имеется воздействие внешнего электрического поля, то, под влиянием последнего, положительно заряженные части сдвинуться в направлении поля, а отрицательные – против поля.

При исчезновении внешнего поля они возвратятся в исходное положение. Подобные пере- мещения связаны с затратой энергии или возвратом её при прекращении воздействия, с известной долей потерь. Примером указанных процессов может явиться в некотором роде заряд и разряд конденсатора.

В тех случаях, когда энергия, сообщаемая электрону под влиянием внешних условий, пре- высит некоторое предельное значение, он может стать независимым, т.е. атом будет разрушен – атом ионизируется. Таким образом, при определённых условиях, атомы могут терять или присоединять электроны.

На практике приходится иметь дело не с идеальными диэлектриками, а с техническими – неоднородными, обладающими некоторой степенью электропроводимости. Электропроводимость технических диэлектриков объясняется наличием свободных зарядов в тех случаях, когда внутри атома связи отсутствуют и в этих случаях под воздействием электрического напряжения в изоляционном материале возникает ток проводимости. В связи с отмеченным явлением качество диэлектрика можно охарактеризовать удельной объёмной проводимостью и удельной поверхностной проводимостью, — величинами, обратными соответствующим удельным значениям объёмного и поверхностно электрического сопротивления.

Все диэлектрики могут работать при напряжениях, не превышающих предельных значений, характерных для них в определённых условиях и состоянии, при превышении предельного значения наступает пробой диэлектрика.

Если плотность тока проводимостей через диэлектрик, находящийся под напряжением в рабочих условиях, очень мала, то при превышении напряжения ток резко возрастает — внезапно образуется проводящий канал между электродами, т.е. изоляционные свойства материала ухудшаются, а затем наступает пробой. Значение напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика, называют пробивным напряжением Uпроб.

Наиболее важными факторами, влияющими на пробивное напряжение всех видов диэлектриков, являются: форма поля, длительность приложения напряжения, род тока, климатические условия, температура, давление для газов, вид материала и его толщина.

Форма электрического поля определяется формой электродов. Поле в диэлектрике может быть равномерным (однородным) или неравномерным (неоднородным). Например, равномерным является поле в средней части обкладок плоского конденсатора.

Климатические условия подчас определяются обстоятельствами, при которых производится эксперимент, но которые должны учитываться как один из факторов, влияющих на результат.

В природе существует естественный диэлектрик – атмосферный воздух. Воздух, а последнее время и ряд других газов (водород, элегаз, фреон и др.) используются как изолятор во многих устройствах высокого напряжения.

Объект испытания.

Методика испытаний и оценка по их результатам состояния изоляции электрооборудования вытекают из физической сущности изоляции. Любая изоляция (диэлектрик), применяемая в электрических машинах и аппаратах, по существу есть конденсатор со сложной средой. Обкладками его являются наружные элементы конструкции аппарата (корпус, сердечник) и токоведущие части (жилы кабеля, провода, шина). Среда – изоляционный материал, структура которого определяется не только используемым материалом (волокно, бумага и т.д.), но и состоянием её – наличием дефектов, в частности увлажнением. Физическая сущность изоляции определяется теми процессами, которые протекают в электрическом поле конденсатора.

В результате воздействия внешнего поля на диэлектрик в нём создаётся особое напряжён- ное состояние, именуемое электрической поляризацией. Различают несколько видов поляризации:

  • Электронная – возникновение несимметричности атомов под воздействием электрического поля. Подобная поляризация возможна и для молекул;
  • Дипольная – приобретение, по направлению внешнего поля, составляющего момента у дипольных молекул;
  • Внутрислоевая – накопление (абсорбция) зарядов в пограничных слоях, имещих отличающиеся проводимости и диэлектрические проницаемости.

Процессы поляризации в диэлектриках совершаются в течение некоторого конечного времени, а при приложении переменного тока повторяются каждый полупериод.

Читайте также:  Установка кресел от bmw на prado 150

Внутрислоевая поляризация – это медленный процесс, соизмеримый по времени с частотой переменного тока 50 Гц или превышающий его, при условии, что изоляция сухая. При сильном увлажнении изоляции постоянная времени внутрислоевой поляризации резко уменьшается. На этом основано исследование абсорбции изоляции при проведении испытаний – при медленной поляризации энергии поляризации возвращается источнику питания не полностью и часть её рассеивается в виде тепла (коэффициент абсорбции высокий).

Определяемые характеристики.

Сопротивление изоляции постоянному току Rиз. является основным показателем состояния изоляции. Наличие грубых внутренних и внешних дефектов (повреждение, увлажнение, поверхностное загрязнение) снижает сопротивление. Определение Rиз (Ом) производится измерением тока утечки Iут, проходящего через изоляцию, при приложении к ней выпрямленного напряжения:

В связи с явлением поляризации, имеющим место в изоляции, определяемое сопротивление Rиз зависит от времени с момента приложения напряжения. Правильный результат может дать измерение тока утечки по истечению 60 секунд после приложения напряжения, т.е. в момент, к которому ток абсорбции в изоляции в основном затухает.

Вторым основным показателем состояния изоляции машин и трансформаторов является коэффициент абсорбции. Кабс лучше всего определяет увлажнение изоляции. Коэффициент абсорбции — это отношение Rиз, измеренного мегаомметром через 60 сек с момента приложения напряжения, к Rиз. измеренного через 15 секунд после начала приложения испытательного напряжения от мегаомметра:

Если изоляция сухая, то коэффициент абсорбции значительно превышает единицу, в то время как у влажной изоляции коэффициент абсорбции близок к единице.

Объясняется это временем заряда абсорбционной емкости у сухой и влажной изоляции. В первом случае (сухая изоляция) время велико, ток заряда изменяется медленно значения Rиз, соответствующие 15 и 60 секундам после начала измерения, сильно различаются. Во втором случае (влажная изоляция) время мало — ток заряда изменяется быстро и уже к 15 секундам после начала измерения достигает установившегося значения, поэтому Rиз, соответствующие 15 и 60 секундам после начала измерения, почти не различаются.

Для оценки состояния волокнистой изоляции класса А, используемой в трансформаторах, применяется метод частотной зависимости емкости. Ток заряда геометрической емкости изменяется как у сухой, так и у влажной изоляции очень быстро. Ёмкость влажной изоляции в отличие от сухой изоляции содержит более значительную абсорбционную емкость, ток заряда которой изменяется медленнее, чем ток заряда геометрической емкости. Это свойство и использовано в методе частотной зависимости емкости, при которой измеряется емкость изоляции на частотах 2 и 50 Гц. При измерении емкости изоляции на частоте 50 Гц (С50) успевает проявиться только геометрическая емкость, одинаковая у сухой и влажной изоляции. При измерении емкости изоляции на частоте 2Гц (С2) успевает проявиться абсорбционная емкость влажной изоляции, так. как у сухой изоляции она меньше и заряжается она очень медленно. У сухой изоляции отношение С2/С50 в связи с этим близко к единице, а у влажной значительно больше единицы.

Зависимость емкости изоляции от частоты видна из выражения для двухслойного конденсатора:

где Сw — емкость эффективная С2 — емкость геометрическая

СФ — емкость полная или Физическая (емкость двухслойного конденсатора при длительном заряде постоянным напряжением)

W — постоянная времени конденсата.

Наиболее распространенным методом определения состояния изоляции электрооборудования является измерение тангенса угла диэлектрических потерь. Как известно, tg есть отношение активной составляющей тока Iа, проходящего через изоляцию при приложении к ней переменного напряжения к реактивной Iс. Диаграмма представлена на рисунке 2.

Как видно из диаграммы, диэлектрические потери обуславливают наличие активной составляющей токов Iа = Iпр + IабсR в силу чего сдвиг фаз между напряжением U и током Iх отличается от 90 градусов на угол, называемый углом диэлектрических потерь. Чем больше этот угол, тем больше энергия рассеивается и, следовательно, диэлектрик менее качествен, а это может вызвать в свою очередь перегревы и другие различные нарушения в работе оборудования. Полные потери в диэлектрике:

где U – напряжение, приложенное к диэлектрику; Cx – ёмкость объекта;

Ic – реактивная составляющая тока (I + Iабс)

Исходя из этих соотношений и векторной диаграммы, состояние изоляции можно характеризовать величиной:

В практике измерений, чтобы не оперировать малыми цифрами, абсолютное значение tg выражают в процентах:

Из рассмотрения схемы замещения диэлектрика и векторной диаграммы можно сделать ряд выводов:

  • При увлажнении диэлектрика или нагреве его сопротивления R1 и R2 уменьшаются и, следовательно, tg возрастает.
  • Угол диэлектрических потерь почти не зависит от геометрических размеров одно- родного диэлектрика в силу пропорциональности изменения активной и реактивной составляющих тока.
  • Местный, а также сосредоточенный, дефекты ухудшения диэлектрика, например при увлажнении, могут быть не выявлены при измерении tg так как токи, определяемые дефектом, могут быть значительно меньше токов ёмкости в целом.
  • По мере увеличения приложенного напряжения к диэлектрику отмечается весьма незначительной изменение tg. Лишь после того, как возникнет ионизация во включениях диэлектрика, вызывающая дополнительные потери, tg, будет резко возрастать.
  • При отрицательных температурах, когда влага диэлектрика переходит в твёрдое состояние, состояние изоляции по потерям трудно распознаваемо.
  • Измерение тангенса угла диэлектрических потерь проводится при помощи мостов переменного тока типа Р5026 или прибора «ВЕКТОР М».
Читайте также:  Установка дверного замка morelli

Испытание изоляции электрооборудования повышенным напряжением производится для выявления грубых и сосредоточенных дефектов, которые, из – за недостаточного уровня напряженности электрического поля, не могли быть выявлены при предварительной проверке и изме- рениях. По этой причине испытание повышенным напряжением является основным испытанием, после которого выносится окончательное суждение о возможности нормальной работы оборудования в условиях эксплуатации. Испытание повышенным напряжением считается разрушающим испытательным методом испытания, т.к. в случае наличия дефекта изоляции приложение испытательного напряжения приводит к пробою изоляции.

Испытательное напряжение регламентируется «Объёмом и нормами испытаний электрооборудования». Конкретные значения испытательных напряжений для проведения испытаний соответствующего оборудования указаны в методиках на данный тип оборудования.\

Условия испытаний и измерений

Влияние температуры подчиняется закону:

Где: Rt1 и Rt2 — сопротивление изоляции постоянному току при температурах T1 и T2 соответственно.

а – коэффииент, зависящий от типа изоляции; для изоляции класса А – 40, для изоляции класса В – 60.

Сопротивление изоляции Rиз и коэффициент абсорбции Кабс не измеряются при температуре менее 10 С, так как в этом случае результаты измерения из-за нестабильного поведения влаги не отражают истинного состояния изоляции. При температуре ниже 0 С вода превращается в лед, а последний является реальным диэлектриком.

Испытания могут производится как до ремонта оборудования (профилактические испытания) – для выявления необходимости в ремонте по результатам испытания, так и после проведения ремонта (послеремонтные испытания) – для определения качества ремонта и пригодности оборудования к дальнейшей эксплуатации.

Высоковольтные испытания проводятся в следующем порядке: испытательное напряжение подаётся скачком до 1/3 необходимой величины, затем поднимается постепенно со скоростью примерно 2-3 кВ в секунду при периодическом контроле токов утечки (токов проводимости). После установки необходимой величины испытательного напряжения начинается отсчёт времени испытаний и фиксируется ток утечки (проводимости) в начале испытаний. За 5 секунд до окончания времени испытаний фиксируется ток утечки в конце испытаний, напряжение плавно снижается до нуля, испытательная установка отключается от сети, высоковольтный вывод заземляется. Если объект испытания имеет большую ёмкость, заземление испытательного вывода сначала производится через разрядное сопротивление, а затем заземляется напрямую (эти операции производятся с помощью специальной разрядной штанги).

Средства измерений.

Определение Rиз производится с помощью мегаомметров, которые представляют собой логометрический прибор, измеряющий ток, но со шкалой, отградуированной в мегаомах и килоомах.

Испытуемый объект

Предельное измеряемое сопротивление (МОм)

источник

Испытания жидких диэлектриков

В технике высоких напряжений жидким изолирующим материалам принадлежит весьма важная роль. В большинстве случаев они используются в комбинации с бумагой, по отношению к которой выполняют функцию пропитывающего материала. Жидкие диэлектрики, обладая высокой электрической прочностью, легко проникают в поры волокнистых материалов, заполняют все промежутки и, тем самым, значительно увеличивают электрическую прочность изоляции машин и аппаратов.

Жидкие электроизоляционные материалы обладают высокой теп­лоёмкостью и высоким коэффициентом теплопередачи. Поэтому при­менение жидких диэлектриков позволяет значительно улучшить от­вод тепла от токоведущих частей машин и аппаратов и, следова­тельно, повысить их мощность. Ряд жидких диэлектриков обладают хорошими дугогасящими свойствами. Поэтому они широко применяют­ся для заполнения высоковольтных выключателей.

По своей природе жидкие диэлектрики делятся на три основ­ные группы:

ü синтетические жидкие диэлектрики.

Наиболее широкое применение в технике получили минеральные масла, которые по своему назначению делятся на: трансформаторные, конденсаторные и кабельные.

Трансформаторное масло представляет собой неполярную жид­кость от бесцветного до темно-жёлтого цвета. Цвет чистого масла зависит от исходного продукта и не определяет свойства масла.

Читайте также:  Установка linux тонкие клиенты

Конденсаторное масло отличается от трансформаторного толь­ко степенью очистки. Очистка повышает удельное сопротивление и электрическую прочность масла, а также резко снижает тангенс угла диэлектрических потерь.

Кабельное масло, служащее для пропитки бумажной изоляции кабелей весьма высокого напряжения, маловязкое и по своим элек­трическим свойствам близко к конденсаторному.

При работе в электрических аппаратах изоляционные свойства минеральных масел постепенно ухудшаются. В процессе старения в масле образуются кислоты и смолы, загрязняющие его. Масло тем­неет, а его вязкость возрастает и ухудшает теплоотвод от токо­ведущих частей. Старение минеральных масел вызвано их окислени­ем кислородом воздуха и, особенно, озоном, образующимся при коронировании.

Воздействие света и повышенных температур ускоряет процесс старения. Этому способствуют и металлические катализаторы: медь, латунь, железо и другие металлы. Присутствие воды в масле тоже ускоряет процесс его старения. При старении в масле обра­зуются твёрдые смолообразные примеси. Они выпадают в виде осад­ков на обмотки трансформатора, что затрудняет теплоотвод от на­гретых частей. Если же примеси растворяются в масле, то его электрическая прочность снижается. В процессе старения масла в нём образуются кислоты и влага, которые также снижают уровень изоляции трансформаторов, кабелей и других устройств.

Несмотря на меры предохранения масла от старения оно всё же с течением времени ухудшает свои электрические, физические и химические свойства. Поэтому находящееся в эксплуатации масло необходимо испытывать на электрическую прочность, температуру вспышки паров, вязкость, подвергать очистке, сушке и регенерации.

источник

Аппарат испытания диэлектриков в наличии

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Выходная мощность до 200 ВА, вых. усилитель с ШИМ-технологией для повышения энергоэффективности и надежности тестирования Испытание переменным напряжением до 5 кВ, частота 50 Гц Высокое разрешение: 1 мкА — по току, 2 В – по напряжению

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка МНИПИ. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Торговая марка GW Instek. На все приборы идет заводская гарантия. Цена указана с НДС. Если возникнут вопросы, обращайтесь.

Гарантия 24 месяца Межповерочный интервал 24 месяца Госреестр РФ 50682-12 Пробойная устанoвка «4 в 1» (AC/DC/Rиз/GND). Выходная мощность 200 ВА. Тест на пробой переем. напряжением (50 В…5,0 кВ/ разреш. 2 В), тест на пробой пост. напряжением (50 В…6 кВ/ р

Гарантия 24 месяца Межповерочный интервал 24 месяца Госреестр РФ 58755-14 до 20.10.2019 Производитель GW Instek, Тайвань

Гарантия 24 месяца Межповерочный интервал 24 месяца Госреестр РФ 58755-14 Выходная мощность до 100 ВА, вых. усилитель с ШИМ-технологией для повышения энергоэффективности и надежности тестирования;Испытание переменным напряжением до 5 кВ. частота 50/60 Гц

Испытания на соответствие электротехнической продукции (сертификация) Промышленное производство, допусковый контроль Питающие кабели (силовая кабельная продукция) ЭУ и электропотребители бытового назначения Информационно-технологическое оборудование и свя

источник